نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

تحلیل عددی رفتار نشست و ظرفیت باربری ستون‌های سنگی محصورشده با ژئوتکستایل در خاک نرم.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه آموزشی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 گروه آموزشی عمران دانشکده فنی مهندسی دانشگاه رازی کرمانشاه ایران
چکیده
در این پژوهش، به منظور بررسی تأثیر محصورسازی ستون‌های سنگی بر رفتار نشست و ظرفیت باربری، مدل‌سازی‌های عددی دوبعدی و سه‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار PLAXIS انجام شد. در مدل دوبعدی رفتار ستون منفرد در شرایط محصور و غیرمحصور تحلیل شد و در مدل سه‌بعدی عملکرد گروهی ستون‌ها زیر یک پلیت بارگذاری مورد بررسی قرار گرفت. در هر دو حالت، پارامترهای هندسی ستون‌ها شامل قطرهای 0/6، 0/8، 1 و 1/2 متر و ارتفاع‌های ۳، ۴، ۵ و ۶ متر در نظر گرفته شد. همچنین برای محصورسازی ستون های سنگی از ژئوتکستایل در سه حالت عمودی، افقی و ترکیبی عمودی_ افقی با اندازه های متفاوت استفاده شد. نتایج مدل‌سازی بر اساس شاخص‌هایی همچون نشست کلی، سختی اولیه، ظرفیت باربری و نسبت کاهش نشست ارزیابی گردید. نتایج تحلیل‌ها نشان داد که محصورسازی ستون‌ها با ژئوتکستایل موجب کاهش قابل‌ملاحظه نشست و افزایش ظرفیت باربری خاک می‌گردد. در مدل‌های دوبعدی، نسبت کاهش نشست (SSR) در محدوده ۳۰ تا ۵۰ درصد و ضریب بهبود باربری (BIF) حدود ۳۵ تا ۶۰ درصد به‌دست آمد. سختی اولیه ستون‌های محصور (K-init) حدود دو برابر حالت غیرمحصور محاسبه شد. در مدل‌های سه‌بعدی، میزان کاهش نشست بین ۴۰ تا ۵۰ درصد و بهبود ظرفیت باربری در حدود ۵۵ درصد بود. همچنین مقایسه آرایش‌های گروهی نشان داد که آرایش مثلثی به دلیل پوشش بهتر خاک، عملکرد بهتری نسبت به آرایش مربعی دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Numerical analysis of settlement behavior and bearing capacity of stone columns encased with geotextiles in soft soil.

نویسندگان English

Hassan Sharafi 1
Pourya Heydarian 2
1 Dept. of Civil Eng, Univ. of Razi, Kermanshah, Iran
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده English

In this study, in order to investigate the effect of enclosing stone columns on settlement behavior and bearing capacity, two-dimensional and three-dimensional numerical modeling was performed using PLAXIS software. In the two-dimensional model, the behavior of a single column in confined and unconfined conditions was analyzed, and in the three-dimensional model, the group performance of columns under a loading plate was examined. In both cases, the geometric parameters of the columns were considered, including diameters of 0.6, 0.8, 1, and 1.2 meters and heights of 3, 4, 5, and 6 meters. Also, geotextiles were used in three vertical, horizontal, and combined vertical-horizontal positions with different sizes to enclose the stone columns. The modeling results were evaluated based on indicators such as total settlement, initial stiffness, bearing capacity, and settlement reduction ratio. The analysis results showed that enclosing columns with geotextiles significantly reduced settlement and increased soil bearing capacity. In 2D models, settlement reduction ratio (SSR) was obtained in the range of 30 to 50 percent and bearing improvement factor (BIF) was about 35 to 60 percent. The initial stiffness of the confined columns (K-init) was calculated to be about twice that of the unconfined case. In 3D models, settlement reduction was between 40 to 50 percent and bearing capacity improvement was about 55 percent. Also, comparison of group arrangements showed that triangular arrangement performed better than square arrangement due to better soil coverage.

کلیدواژه‌ها English

Stone columns '
' Geotextiles '
' Soft soils '
' Ground improvement '
' PLAXIS2D &‌‌ 3D